Хемоконвекция реагирующих растворов с концентрационно-зависимыми законами диффузии

Проект направлен на изучение особенностей формирования хемоконвективных структур, возникающих при приведении в контакт двух растворов реагентов, после чего начинается фронтальная химическая реакция второго порядка. Интерес к междисциплинарным задачам, включающим процессы реакции-диффузии и конвекции, стимулируется многочисленными как фундаментальным интересом (поиск новых неустойчивостей), так и многочисленными технологическими приложениями, среди которых можно выделить нефтепереработку, сепарацию руд, получение фармацевтических компонент в проточных химических микрореакторах, борьбой с изменением климата путем утилизации углекислоты и т.д. Всё это определяет актуальность данной научной проблемы, быстро растущий список публикаций, посвященных хемоконвекции, а также высокую цитируемость работ в этой области. Проект предполагает всестороннее исследование концентрационно-зависимых типов неустойчивости, что включает в себя рассмотрение различных ситуаций, в которых новая неустойчивость может себя проявить. Во-первых, планируется развернутое изучение обнаруженных явлений для гомологических рядов реагентов (органические и неорганические кислоты и гидроксиды щелочных металлов), что должно обеспечить общность полученных результатов. Экспериментально и теоретически будут изучены зависимости коэффициентов диффузии для каждого гомолога, построены карты устойчиво для различных сочетаний пар, изучены особенности формирования вторичных структур в каждом случае. Во-вторых, будут рассмотрены различные геометрии полостей: вертикальная ячейка Хеле-Шоу с плоским фронтом реакции между растворами, горизонтальная ячейка Хеле-Шоу с концентрическим фронтом реакции, трехмерная капля с раствором одного реагента, окруженная раствором другого реагента. В-третьих, будут рассмотрены как смешивающиеся растворы, так и жидкости с межфазной границей.